Conservation des aliments

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La conservation des aliments comprend un ensemble de procédés de traitement des denrées alimentaires dont le but est d'en conserver les propriétés gustatives et nutritives, les caractéristiques de texture, de couleur, ainsi que la comestibilité, et d'éviter d'éventuelles intoxications alimentaires.

La conservation implique habituellement de retarder l'oxydation des graisses qui provoque le rancissement et l'autolyse par les propres enzymes des cellules de l'aliment, d'empêcher le développement des bactéries, champignons et autres micro-organismes, et de lutter contre les ravageurs animaux, notamment les insectes et les rongeurs.

À l'origine de ces techniques, l'objectif était de pouvoir stocker des aliments en période d'abondance, afin d'éviter d'avoir à faire face à la disette ou la famine durant des périodes moins fastes (fin d'hiver, année à faible production...).

A l'époque préhistoriques, la conservation des grains se faisait déjà dans des trous creusés dans le sol, et dont les parois étaient enduites de chaux, ou encore dans des silos en hauteur inaccessibles aux rongeurs.^{[réf. nécessaire]} Des grains de blé vieux de deux mille ans, retrouvés dans des pyramides égyptiennes, ont été mis en culture et ont germé.^{[réf. nécessaire]}

Les fruits secs, par exemple les noix et les noisettes, ainsi que les graines peuvent être entreposés dans un endroit sec et frais (une grange, un grenier...), sans subir de dommages, et être ainsi conservés environ un an, voire beaucoup plus (à condition d'être protégés des ravageurs, rongeurs, insectes, oiseaux, etc.). Certains fruits charnus, tels les pommes, peuvent se conserver plusieurs mois dans un fruitier.

Le développement industriel s'est accompagné du développement du transport des aliments entre régions productrices et consommatrices, réduisant dans certains cas la nécessité de la conservation.

Les différentes techniques de conservation des aliments

Avant de voir les diverses méthodes de conservation, il faut se poser la question de la prolifération de micro-organismes, principale source de dégradation des aliments.

Pour vivre les micro-organismes ont besoin :

de nourriture,
d'eau,
de chaleur,
d'oxygéne (sauf pour les bactéries anaérobies),

Toutes les méthodes de conservation ont pour but de les priver de l'accés à un des éléments, y compris la nourriture (dans ce cas on utilise des bactéries non pathogènes pour accaparer la nourriture).

Une fois la privation d'un des éléments réalisée, il faudra empêcher le produit conservé d'y avoir de nouveau accès sous peine de voir le processus de dégradation recommencer.

Selon les denrées et les moyens disponibles, différentes techniques peuvent être utilisées pour conserver des aliments. Les méthodes courantes de conservation de la nourriture comprennent le séchage ou dessiccation, la congélation, la mise sous vide, la pasteurisation, l'appertisation, l'irradiation et l’ajout de conservateurs. D’autres méthodes non seulement aident à maintenir l’aliment mais aussi lui ajoutent du goût, comme la salaison, la confiture et le fumage.

Les procédés les plus anciens sont le séchage, qui réduit l’action de l’eau, et le fumage, qui introduit des composés chimiques inhibant les micro-organismes. La mise sous vide réduit la quantité d'air donc l’action de l’oxygène. La saumure ou l’ajout de vinaigre peuvent être utilisés.

L'ajout d'hydroxyde de sodium (soude) rend le milieu trop alcalin pour la croissance bactérienne. Il provoque aussi la saponification des graisses, ce qui modifie le goût et la texture de l'aliment. Le lutefisk et certaines recettes de conservation des olives utilisent la soude.

Conservation par séparation et élimination d’eau

Ce mode de conservation découle du fait qu'on prive les micro-organismes d'eau par la déshydratation des aliments et qu'ils se trouvent ainsi gênés dans leur développement.

Séchage, au soleil ou dans un four : les fruits peuvent être coupés en lamelles et séchés, ou séchés en l'état (pruneaux, abricots, figues, dattes..) éventuellement traités avec une huile alimentaire pour limiter l'oxydation.
Lyophilisation : technique de séchage par congélation brutale (entre -40 °C et -80 °C environ) avec sublimation sous vide. Les aliments conservent toutes leur saveur ainsi que leurs nutriments, une fois réhydratés ils retrouvent presque la même texture d'origine. Cette méthode est employée pour la nourriture des astronautes.

Suite à une déshydratation, un stockage spécifique est nécessaire : silo, emballage étanche, gaz inerte, vide.

Conservation par la chaleur

Son origine est due à Nicolas Appert qui inventa l'appertisation.

La pasteurisation, utilisée pour le lait, la bière, les semi-conserves, est une technique qui consiste à soumettre les aliments à une température comprise entre 65 et 100 °C et à les refroidir brutalement.

L'Appertisation (mise en conserve) du nom de l'inventeur Nicolas Appert, en 1795, permet la conservation des aliments dans des emballages étanches pendant une longue période sans conditions particulières (notamment de température). Le procédé fait appel à la stérilisation (entre 115 °C et 121 °C), ce qui nécessite des conditions de température et de temps relativement contraignantes.

La confiture est une technique qui consiste à mélanger des fruits à leur équivalent en poids de sucre et à les porter quelques minutes à ébullition. Les bocaux doivent être ébouillantés avant de les remplir au maximum pour éviter la formation de moisissure. Les pâtes de fruit, ou les fruits confits utilisent également les vertus conservatrices du sucre (le fruit confit perdant l'essentiel de ses composants qui sont en fait remplacés par du sucre).

L'upperisation consiste à chauffer par courant de vapeur d'eau à 140°C pendant quelques secondes puis homogénéiser. C'est le résultat du traitement qui définit plus exactement la nature de la conservation par la chaleur qu'il s'agit de pasteurisation ou de stérilisation. Le traitement du vin est un exemple à cette conservation. En effet, le vin ayant un pourcentage élevé en alcool éthylique n'a plus besoin d'être stérilisé. Un traitement de pasteurisation suffit mais le résultat obtenu est une stérilisation.

Conservation par le froid

Article détaillé : chaîne du froid.

Le traitement par le froid permet de ralentir, voire arrêter, la prolifération et l'action de micro-organismes, et de conserver l'aliment pendant une période plus ou moins longue. On distingue :

la réfrigération : l'abaissement de la température (entre 4 et 8 °C) diminue l'action des bactéries et des enzymes présentes dans les aliments. Elle permet une conservation de quatre à dix jours .
la congélation : technique qui consiste à abaisser la température de l'aliment et à la maintenir en dessous de la température de fusion de la glace (0 °C), en pratique (dans les congélateurs) entre 0°C et −15/-18 °C. Si la vitesse de refroidissement est rapide, peu de cristaux de glace se développent, et les tissus cellulaires sont maintenus. Elle permet de consommer les aliments plusieurs années après le début de leur congélation si celle-ci est ininterrompue.
La surgélation est une technique de refroidissement brutal (−15/-18°C) puis de congélation à −15/-18°C.

Conservation chimique

Conservation dans l'alcool. Les qualités organoleptiques originelles et les vitamines sont perdues, comme pour les fruits confits. Cette méthode est utilisée surtout pour les fruits.
Conservation dans le sel (salaison) ou l'utilisation du salpêtre (maintenant les sulfites). L'aliment salé, dur et décoloré, doit être dessalé avant sa consommation. Cette technique est utilisée pour les poissons et les viandes (charcuterie).
Le fumage permet de sécher l'aliment et les composés chimiques dans la fumée qui joue un rôle d'antiseptique. Cette technique est utilisée pour les poissons et viandes.
Conservation en milieu acide comme le vinaigre. L'acidité modifie l'apparence, la texture, diminue le goût ainsi que le nombre de vitamines (exemples : cornichons, oignons...) dont on ajoute des colorants et du sel pour en relever la saveur et l'apparence.
Conservation en milieu basique (avec de hydroxyde de sodium) comme l'huile (tomates séchées).
Conservation dans le sucre. Le sucre étant très hygroscopique, il ne permet pas aux bactéries de se développer. Cette méthode est utilisée surtout pour les fruits (confiture, sirop...).
Conservation par ajout d'additifs :
- dicarbonate de diméthyle utilisé surtout pour les boissons.
- antibiotique dans les fromages
- antimicrobien, antioxydant
- Certains acides

Autres techniques

Conservation sous vide.
Conservation sous atmosphère protectrice (azote, dioxyde de carbone).

Par enrobage

Par enrobage, les aliments sont isolés des micro-organismes ce qui empêche leur pénétration.

Par l'emploi d'antiseptique

Par ce procédé on arrête la prolifération bactérienne et on développe un arôme et un goût particulier.

Le sucre
Le gaz sulfureux SO₂
Le dicarbonate de diméthyle

Par fermentation

La fermentation est un principe ancien utilisé dans les boisson alcoolisée, la choucroute, le yaourt, le fromage.

Par ionisation

Article détaillé : Irradiation des aliments.

L'ionisation est un procédé relativement récent qui consiste à utiliser des radiations ionisantes pour détruire tout ou partie des micro-organismes présents dans l'aliment ou à sa surface, sans ouvrir l'emballage. Pour ce faire, les denrées sont exposées aux émissions ionisantes produites par un canon à électrons ou une source radioactive telle que le cobalt 60 ou le césium 137. On utilise aussi l'accélérateur de particules qui produit également des radiations ionisantes, mais ces appareils ne contiennent pas de substances radioactives et donc pas de déchets à recycler.

Cette technique est utilisée pour une variété de produits (herbes aromatiques, épices ...).

Par microfiltration

Cette technique consiste à faire passer un liquide sur une série de membranes dont les pores (de 0,1 à 10 µm de diamètre) sont suffisamment étroits pour retenir les microorganismes. Cette technique de stérilisation à froid est actuellement surtout employée pour le vin ou le lait.

Méthodes de conservation par types d'aliments

Conservation du pain

Le pain se conserve au sec et peut, quand il est dur, se faire griller avec un grille-pain.

Certains types de pain, le gros pain et surtout le pain de mer, sont fabriqués suivant des méthodes permettant sa conservation, enroulés dans un torchon, pendant deux à trois semaines. Il existe par ailleurs des pains secs à longue conservation comme le pane carasau en Sardaigne.

On peut également utiliser le pain dur pour faire de la chapelure ou du pain perdu.

Conservation de la viande

Dessiccation, qui aboutit à la viande séchée
Fumage
Salaison : frottement des morceaux de viande avec du sel (2 kg de sel pour 10 kg de viande) afin de le faire rentrer, puis disposition de la viande dans un saloir en intercalant une couche de viande avec une couche de sel pendant six mois au cours desquels des ferments lactiques développeront un milieu acide garantissant la non putréfaction des viandes.
Réfrigération
Congélation

Conservation du lait

Réfrigération à 4 °C : le lait frais non chauffé réfrigéré moins d'une heure après la traite se conserve très bien durant 4 à 5 jours.
Chauffage : moins de quelques heures après la traite, porter le lait à ébullition pendant cinq à dix minutes permet de conserver le lait pendant quelques jours. Avec ce procédé le lait va perdre beaucoup de vitamines, son goût est altéré et il y aura une fine couche de peau à la surface et au fond de la casserole, ce sont des protéines (des albumines) qui ont été précipitées par la chaleur.
Congélation : après l'opération de chauffage, il est possible de congeler le lait.
Pasteurisation : le lait est chauffé à plus de 65 °C durant au moins 15 secondes. Cela permet la conservation réfrigérée durant quatre jours.
Lait appertisé: conservation par la chaleur en récipient hermétiquement clos, mis au point par Nicolas Appert en 1795.
Lait concentré: est un produit laitier obtenu à partir de lait de vache, duquel une partie de l'eau a été retirée, par évaporation. C'est Nicolas Appert qui mit au point le procédé dans les années 1820.
Chauffage à ultra haute température (UHT) : principe qui consiste à chauffer le lait pendant quelques secondes à une température de 135 à 155 °C et à le mettre dans des emballages stériles. Grâce à ce traitement tous les micro-organismes sont détruits mais il reste des enzymes. Les techniques modernes (UHT) de stérilisation du lait et des jus de fruits notamment ont permis une meilleure conservation du goût et des vitamines.
Déshydratation : le lait en poudre est un lait dont on a enlevé toute l'eau par dessiccation

Principales méthodes de conservation des aliments

Méthode	Effet sur la croissance et la survie de la flore microbienne
Réfrigération ou rafraichissement	Ralentit la croissance de la flore microbienne
Congélation	Arrête momentanément le développement de la flore microbienne sans la détruire
Surgélation	Congélation très rapide, la texture de l'aliment est mieux préservée
Déshydratation, saumure	Réduction de l'activité de l'eau
Lyophilisation sous vide	Faible tension en oxygène bloquant les organismes aérobies et réduisant la croissance des organismes anaérobies
Atmosphère protectrice ou Atmosphère contrôlée	Inhibition de certains micro-organismes par le dioxyde de carbone ou d'autres gaz, voire suppression de l'air = emballage en sac sous vide.
Addition d'acides	Réduction de la valeur du pH et quelquefois actions d'un acide particulier
Fermentation lactique	Réduction de la valeur du pH in situ par action microbienne et quelquefois inhibition additionnelle par les acides lactiques et acétiques (par exemple éthanol, bactériocines)
Émulsification	Compartimentalisation et limitation de la nourriture à l'intérieur de gouttelettes d'émulsion huile dans l'eau
Addition de conservateurs	Inhibition chimique de groupes spécifiques de micro-organismes
Appertisation	Destruction de tous les micro-organismes, c'est la boîte de conserve
Irradiation de la nourriture	Par exposition à une radiation ionisante, destruction de toute cellule vivante, jusqu'au cœur du produit.
Application de haute pression hydrostatique (pascalisation)	Inactivation par pression de bactéries végétatives, levains et moisissures